JP4675958B2

JP4675958B2 - System and method for inspecting railroad tracks

Info

Publication number: JP4675958B2
Application number: JP2007519399A
Authority: JP
Inventors: ネーグル，ジヨン・アンソニー，ザ・セカンド; オレル，ステイーブン・シー; ビラー，クリストフアー・エム
Original assignee: ジヨージタウン・レール・エクイツプメント・カンパニー
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: EP1766329B1; US20060017911A1; AU2005260552B2; EP1766329A2; WO2006004846A3; JP2008505260A; RU2385446C2; CN101142462A; MXPA06015167A; EP1766329A4; BRPI0512871A; AU2005260552A1; CA2572082A1; RU2007103331A; AU2005260552C1; NO20070477L; CN101142462B; WO2006004846A2; CA2572082C; US7616329B2

Description

本出願は、「鉄道線路を検査するためのシステムおよび方法（ＳｙｓｔｅｍａｎｄＭｅｔｈｏｄｆｏｒＩｎｓｐｅｃｔｉｎｇＲａｉｌｒｏａｄＴｒａｃｋ）」と題されるＪｏｈｎＮａｇｌｅおよびＳｔｅｖｅｎＣ．Ｏｒｒｅｌｌによる２００４年６月３０日付けの米国特許仮出願第Ｓ／Ｎ６０／５８４，７６９号明細書に基づき優先権主張される出願である。この仮出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。 This application is based on John Nagle and Steven C., entitled “Systems and Methods for Inspecting Railroad Tracks”. This is a priority application based on US Provisional Application No. S / N60 / 584,769 dated June 30, 2004 by Orrell. This provisional application is incorporated herein by reference in its entirety.

本発明は、一般に鉄道線路を検査するためのシステムおよび方法、より詳細には、レーザと、カメラと、プロセッサとを使用して鉄道線路の状態を検査するためのシステムおよび方法に関する。 The present invention relates generally to systems and methods for inspecting railroad tracks, and more particularly to systems and methods for inspecting railroad track conditions using a laser, a camera, and a processor.

鉄道は、通常、砕石が密集して敷き詰められた基層上に構築される。この石層の上に砂利バラストの層がある。このバラスト層内およびこの層上に枕木が置かれ、平行な２つの鋼製レールが固定具により枕木に取り付けられる。使用される枕木のほとんどは木製である。コンクリート、鋼、および複合材料や再利用物質等のその他の材料も枕木の製造に使用される。これらの代替材料による枕木が占める割合は比較的小さい。枕木は、レールの軌間またはレールの横間隔を維持する。枕木は、電車から枕木の下のバラスト層への軸重を分配し、線路構造全体の緩衝効果に貢献する。時間が経つと、環境要因によって枕木は劣化し、交換されなくてはならない。北米の鉄道では、年間２％以上の木製の枕木が交換される。これは、数百万個の枕木に相当する。 Railroads are usually built on a base layer packed with crushed stones. Above this stone layer is a gravel ballast layer. Sleepers are placed in and on the ballast layer, and two parallel steel rails are attached to the sleepers by fasteners. Most of the sleepers used are wood. Concrete, steel, and other materials such as composites and recycled materials are also used in the production of sleepers. The share of sleepers made of these alternative materials is relatively small. The sleepers maintain the rail gauge or the rail horizontal spacing. The sleepers distribute the axial load from the train to the ballast layer under the sleepers and contribute to the buffer effect of the entire track structure. Over time, sleepers will deteriorate due to environmental factors and must be replaced. In North American railways, more than 2% of wooden sleepers are replaced annually. This is equivalent to millions of sleepers.

枕木の交換の物流管理および新しい枕木の必要性の数値化のために、鉄道検査官は、枕木および固定システムの状態を定期的に等級付することを試みている。この等級付けは、ほとんどの場合、腐食、損傷、割れ、または磨耗しており、利用に耐えない程度の枕木および固定具を識別するために、目視検査で行われる。目視検査の工程は、非常に時間がかかるものである。実際、線路の検査は、検査官が線路に沿って歩きながら、線路に沿って約２０インチ間隔で配置される枕木および／または固定具の状態を検査、記録することによって行われる。ある北米の鉄道の報告によれば、３人から４人よりなる作業班では一日あたり約５から７マイルの線路しか等級付けができないという。 For logistics management of sleeper replacement and quantification of the need for new sleepers, railway inspectors are trying to grade the condition of sleepers and fastening systems on a regular basis. This grading is most often done by visual inspection to identify sleepers and fixtures that are corroded, damaged, cracked, or worn and unusable. The visual inspection process is very time consuming. Indeed, the inspection of the track is performed by inspecting and recording the condition of sleepers and / or fixtures that are spaced about 20 inches along the track as the inspector walks along the track. According to a North American railway report, a team of 3 to 4 people can only grade about 5 to 7 miles per day.

レールを検査する装置は当技術分野において周知であり、またこのような装置により取得されたデータの分析および管理用のソフトウェアも周知である。たとえば、ニュージャージーのＺＥＴＡ−ＴＥＣＨＡｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．社によるＴｉｅＩｎｓｐｅｃｔは、手持ち式の装置およびソフトウェアを備えるコンピュータ制御による枕木検査システムである。この手持ち装置は、線路に沿って歩いて検査を行う際に検査官が使用し、ソフトウェアは、この装置により取得されるデータを分析および管理するために使用される。 Devices for inspecting rails are well known in the art, and software for analyzing and managing data acquired by such devices is also well known. For example, New Jersey's ZETA-TECH Associates, Inc. The company TieInspect is a computer-controlled sleeper inspection system with hand-held equipment and software. This handheld device is used by the inspector when walking along the track to perform the inspection, and the software is used to analyze and manage the data acquired by the device.

枕木の等級付けに加えて、その他の線路構成要素に関しても定期的に磨耗および劣化の有無を検査しなくてはならない。これには、レールの走行面の磨耗、留め金および固定具の完全性、タイプレートの配置、バラストの状態およびレールの軌間が含まれる。枕木の等級付けに関しては、レールのこうした状態について検査をすることも時間がかかってしまう。当技術分野において、レールを検査するシステムは周知である。たとえば、英国のＯｍｎｉｃｏｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ社のＯｍｎｉＳｕｒｖｅｙｏｒ３Ｄは、鉄道の設備を調査するためのシステムである。また、ミネソタのＥＮＳＣＯ，Ｉｎｃ社もレーザを使用してレールの軌間を計測するためのレーザ軌間計測システムを提供している。 In addition to the sleeper grading, other track components must also be periodically inspected for wear and deterioration. This includes wear on the rail running surface, clasp and fixture integrity, tie plate placement, ballast conditions and rail gauge. As for sleeper grading, it takes time to inspect the rails for these conditions. Systems for inspecting rails are well known in the art. For example, Omnisurveyor 3D of Omnicom Engineering, UK, is a system for surveying railway facilities. Minnesota's ENSCO, Inc. also provides a laser gauge measurement system for measuring the rail gauge using a laser.

本発明は、上述の１つ以上の問題を克服する、または少なくともこれらの問題の影響を低減することを目指している。 The present invention is directed to overcoming one or more of the problems as set forth above, or at least reducing the effects of these problems.

鉄道線路を検査するためのシステムおよび方法が開示される。開示されるシステムは、レーザと、カメラと、プロセッサとを含む。レーザは線路に近接して配置される。レーザは、鉄道線路を横断するように光線を放射し、光線が放射された鉄道線路の画像をカメラが記録する。プロセッサは、鉄道線路の計測可能な状態を測定するために画像を分析可能であるように設定する。開示されるシステムは、ＧＰＳ受信機または位置データを測定するための距離計測装置を含むことが可能である。開示されるシステムにより測定できる計測可能な状態は、枕木間の間隔、レールに対する枕木の角度、枕木の表面のひびや不具合、タイプレートの不足、タイプレートのずれ、タイプレートの沈下、固定部品の不足、固定部品の破損、固定部品のずれ、絶縁体の磨耗または破損、レールの磨耗、レールの軌間、枕木に対するバラスト高さ、バラスト石の大きさ、およびレールの割れまたは分離を含むが、これに限定されない。システムは、鉄道線路のこれらの計測可能な状態を測定するための１つ以上のアルゴリズムを含む。 Disclosed are systems and methods for inspecting railroad tracks. The disclosed system includes a laser, a camera, and a processor. The laser is placed close to the line. The laser emits a light beam so as to cross the railroad track, and a camera records an image of the railroad track on which the light beam is emitted. The processor is set so that the image can be analyzed to measure the measurable state of the railroad track. The disclosed system can include a GPS receiver or a distance measuring device for measuring position data. Measurable conditions that can be measured by the disclosed system are: distance between sleepers, angle of sleeper relative to rail, cracks and defects on sleeper surface, lack of tie plate, tie plate displacement, tie plate sinking, fixed part Including shortage, breakage of fixed parts, displacement of fixed parts, worn or broken insulation, rail wear, rail gauge, ballast height against sleepers, ballast stone size, and cracking or separation of rails. It is not limited to. The system includes one or more algorithms for measuring these measurable states of the railroad track.

上述の概要は、本開示の可能な実施形態全てまたは主題の全ての態様を要約したものではない。 The above summary is not intended to summarize all possible embodiments of the disclosure or all aspects of the subject matter.

上述の概要、好ましい実施形態および本開示の主題のその他の態様は、以下に記載される特定の実施形態の詳細な説明を添付の図面と共に参照することにより明らかにされる。 The foregoing summary, preferred embodiments, and other aspects of the presently disclosed subject matter will become apparent from the following detailed description of specific embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings.

開示される検査システムおよび関連の方法は、様々な変更および代替形態を取ることが可能であり、図面および明細書において詳細に説明される特定の実施形態は例示的なものである。図面および説明は、いかなる形であれ開示される発明の概念の範囲を限定するものではない。図面および説明は、開示される発明の概念を、米国特許法第１１２条に定められるとおり、特定の実施形態に基づき当業者に説明するためのものである。 The disclosed inspection system and associated methods can take a variety of modifications and alternatives, and the specific embodiments described in detail in the drawings and specification are exemplary. The drawings and descriptions are not intended to limit the scope of the disclosed invention in any way. The drawings and description are intended to explain the concepts of the disclosed invention to those of ordinary skill in the art based on the specific embodiments as set forth in US 112.

図１および図２では、本開示の特定の教示に係る鉄道線路検査用のシステム３０の実施形態が示されている。図１では、開示される検査システム３０が、鉄道線路と関連して概略的に示されている。図２では、開示される検査システム３０の一部が鉄道線路と関連して、斜視図として示されている。 1 and 2, an embodiment of a system 30 for railroad track inspection according to certain teachings of the present disclosure is shown. In FIG. 1, the disclosed inspection system 30 is schematically illustrated in connection with a railroad track. In FIG. 2, a portion of the disclosed inspection system 30 is shown as a perspective view in connection with a railroad track.

図１に最もよく示されるように、開示される検査システム３０は、レーザ４０のような光発生器と、検査対象領域から反射される光を受けるカメラ５０のような装置と、処理装置６０とを含む。図１に示される実施形態では、開示される検査システム３０は鉄道線路の道床を調査するために使用される。開示される検査システムおよび関連の方法は、鉄道線路の検査における使用に関して説明されるが、開示されるシステムおよび方法は、表面または構成要素の検査を必要とするその他の領域および産業分野において利用可能であることが本開示の効果として理解され得る。たとえば、開示される検査システムおよび方法は道路、送電線、配管またはその他のネットワークまたはシステムの検査に使用可能である。 As best shown in FIG. 1, the disclosed inspection system 30 includes a light generator such as a laser 40, a device such as a camera 50 that receives light reflected from the region to be inspected, and a processing device 60. including. In the embodiment shown in FIG. 1, the disclosed inspection system 30 is used to investigate the track bed of a railroad track. Although the disclosed inspection system and related methods are described with respect to use in inspection of railroad tracks, the disclosed systems and methods can be used in other areas and industrial fields that require inspection of surfaces or components It can be understood as an effect of the present disclosure. For example, the disclosed inspection systems and methods can be used to inspect roads, power lines, piping, or other networks or systems.

道床は、枕木１０と、レール１２と、タイプレート１４と、くぎ１６と、バラスト１８とを含む。簡潔に述べると、レーザ４０がレーザ光の光線４２を道床に投射する。光線４２は、図２に示されるように、道床の表面および構成要素の輪郭に沿う投影線Ｌを道床上に投射する。受光器、すなわちカメラ５０は、道床に投射されるレーザ光４２の線Ｌの画像を記録する。カメラ５０は記録した画像を、以下でより詳細に説明するように処理および分析するために処理装置６０へ送る。 The roadbed includes a sleeper 10, a rail 12, a tie plate 14, a nail 16, and a ballast 18. Briefly, the laser 40 projects a laser beam 42 onto the roadbed. As shown in FIG. 2, the light ray 42 projects a projection line L along the surface of the roadbed and the outline of the component onto the roadbed. The light receiver, that is, the camera 50 records an image of the line L of the laser light 42 projected onto the roadbed. Camera 50 sends the recorded image to processing unit 60 for processing and analysis as described in more detail below.

図２に最もよく示されるように、レーザ４０とカメラ５０の組が線路の各レール１２の各々上方に配置される。レーザ４０およびカメラ５０は、固定の枠組３２に組合せられることが可能である。この枠組は、検査システム３０を適切な位置に維持するために、検査車両（図示せず）または線路に沿って移動するその他の装置に取り付けられることが可能である。簡潔にするために、図２では枠組３２の一部のみが示される。しかし、レーザ４０およびカメラ５０を検査車両に取り付けるためには、枠組３２のその他の公知の構成要素も必要であることは自明であろう。 As best shown in FIG. 2, a set of laser 40 and camera 50 is positioned above each rail 12 of the track. The laser 40 and camera 50 can be combined in a fixed framework 32. This framework can be attached to an inspection vehicle (not shown) or other device that moves along the track to maintain the inspection system 30 in place. For simplicity, only a portion of the framework 32 is shown in FIG. However, it will be apparent that other known components of the framework 32 are also required to attach the laser 40 and camera 50 to the inspection vehicle.

通常、検査車両は線路に沿って移動するいかなる車両であってもよい。たとえば、当技術分野では、車両のフレームに「ハイレール」ギアが取り付けられる通常のピックアップトラックのような高速走行車両を配備することが一般的である。ハイレールギアは通常、１組の小型の鉄道車輪を含み、これにより高速走行車両がレールに沿って走行可能になる。一実施形態では、開示される検査システム３０の枠組３２は、「ハイレール」ギアを有するピックアップトラックの底部に取り付け可能である。これに代わり、検査車両は、鉄道線路に沿って作動するように特別に設計される保線装置（ＭｏＷ）であることも可能である。さらに、開示される検査システム３０は、車両により牽引される車台に取り付けられる、または機関車または貨物車両に取り付けられることが可能である。 In general, the inspection vehicle may be any vehicle that moves along a track. For example, it is common in the art to deploy high speed vehicles such as conventional pickup trucks where “high rail” gears are attached to the vehicle frame. High rail gears typically include a set of small rail wheels that allow high speed vehicles to travel along the rails. In one embodiment, the framework 32 of the disclosed inspection system 30 can be attached to the bottom of a pickup truck having a “high rail” gear. Alternatively, the inspection vehicle can be a track maintenance device (MoW) specially designed to operate along the railway track. Further, the disclosed inspection system 30 can be attached to a chassis that is towed by a vehicle or attached to a locomotive or freight vehicle.

図２に最もよく示されるように、レーザ４０は、所定の角度広がりβを有する光線４２を投射する。２つのレーザ４０の角度広がりβは、実質的に道床の表面全体を覆う。こうして、レーザ４０は、実質的に一直線であり、実質的に道床を横断するように延伸する投影線Ｌを作る。好ましくは各レーザ４０は、約６０°の角度広がりβを有し、道床のおよそ半分を覆う光線４２を発する。好ましくはレーザ４０は、光線４２を実質的に線路の表面に対して垂直に投射する。または、投影線Ｌを道床を横断するように作るように配置される単一レーザを使用することも可能である。 As best shown in FIG. 2, the laser 40 projects a light beam 42 having a predetermined angular spread β. The angular spread β of the two lasers 40 covers substantially the entire surface of the road bed. Thus, the laser 40 produces a projection line L that is substantially straight and extends substantially across the bed. Preferably, each laser 40 emits a light beam 42 having an angular spread β of about 60 ° and covering approximately half of the bed. Laser 40 preferably projects light beam 42 substantially perpendicular to the surface of the line. Alternatively, it is also possible to use a single laser arranged to make the projection line L across the roadbed.

さらに、レーザ４０は好ましくは光出力が４ワットであり、赤外線の波長が約８１０ｎｍの光を発する赤外線レーザである。レーザ４０の比較的高い光出力により周辺光の影響が低減され、遮蔽が不要になる。開示される検査システム３０に適したレーザは、ＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ社により製造されるＭａｇｎｕｍレーザを含む。レーザ４０の上述のパラメータは、鉄道線路の表面を検査するために好ましい。開示される検査システム３０のその他の実施形態では、これ以外の多数の光源、また異なる波長、光出力、角度広がりを使用することが可能である。 Furthermore, the laser 40 is preferably an infrared laser that emits light having an optical output of 4 watts and an infrared wavelength of about 810 nm. The relatively high light output of the laser 40 reduces the influence of ambient light and eliminates the need for shielding. Suitable lasers for the disclosed inspection system 30 include Magnum lasers manufactured by Stocker Yale. The above parameters of the laser 40 are preferred for inspecting the surface of the railway track. In other embodiments of the disclosed inspection system 30, many other light sources and different wavelengths, light outputs, and angular spreads can be used.

図２に最もよく示されるように、カメラ５０はレーザ４０に近接して配置される。図１に最もよく示されるように、カメラ５０は、レーザ４０から投射される光線４２に対して角度θで取り付けられる。一実施形態では、カメラは約６０°の角度θで配置されている。開示される検査システム３０は線路に沿って移動するため、カメラ５０は、規則的に僅かなインクリメントにて道床の画像またはフレームを記録する。好ましくはカメラ５０では、たとえば１秒あたり５４０５フレームというように、実質的に高いフレーム率が実現可能である。 As best shown in FIG. 2, the camera 50 is positioned proximate to the laser 40. As best shown in FIG. 1, the camera 50 is mounted at an angle θ relative to the light ray 42 projected from the laser 40. In one embodiment, the camera is positioned at an angle θ of about 60 °. As the disclosed inspection system 30 moves along the track, the camera 50 records a roadbed image or frame in regular small increments. Preferably, the camera 50 can achieve a substantially high frame rate, such as 5405 frames per second.

カメラ５０により記録される各静止画像またはフレームは、その後フィルタリングされ、道床に投影されるレーザ線Ｌの輪郭を取り出すように処理される。カメラ５０には、実質的にレーザ４０の好ましい赤外線波長でのみ放射エネルギーを通過させるバンドパスフィルタ５２が備えられる。レーザ４０の波長は約８１０ｎｍであるため、カメラ５０のバンドパスフィルタ５２は実質的に全ての周辺光を除去可能であり、これによりカメラ５０は実質的に、レーザ４０からの光の投影線Ｌの鮮明な静止画像を取得する。 Each still image or frame recorded by the camera 50 is then filtered and processed to extract the contour of the laser line L projected onto the roadbed. The camera 50 is provided with a bandpass filter 52 that passes radiant energy substantially only at the preferred infrared wavelength of the laser 40. Since the wavelength of the laser 40 is about 810 nm, the bandpass filter 52 of the camera 50 can remove substantially all ambient light, so that the camera 50 substantially emits the light projection line L from the laser 40. Get a clear still image.

２つのカメラ５０はいずれも、画像データを処理装置またはコンピュータ６０へ伝送路を通して直接送る。好ましくはカメラ５０は、投影線Ｌの記録された画像を、処理装置またはコンピュータ６０へ直接送られる寸法分析データに変換またはフォーマットすることが可能である、プロセッサ５４を含む。このように、記録された画像がカメラ５０によって処理またはフォーマット可能であることにより、費用がかさむポストプロセッサまたは高速フレーム取り込み器が不要になる。こうした処理機能を備える、開示される検査システム３０に適したカメラは、ＩＶＰＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＶｉｓｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．社により製造されるＲａｎｇｅｒＭ５０を含む。 Either of the two cameras 50 sends the image data directly to the processing device or computer 60 through a transmission path. Preferably, the camera 50 includes a processor 54 that is capable of converting or formatting the recorded image of the projection line L into dimensional analysis data that is sent directly to the processing device or computer 60. In this way, the recorded images can be processed or formatted by the camera 50, eliminating the need for expensive post processors or high speed frame capturers. A camera suitable for the disclosed inspection system 30 with such processing capabilities is available from IVP Integrated Vision Products, Inc. Ranger M50 manufactured by the company.

その他の共通部品の中で、処理装置またはコンピュータ６０は、マイクロプロセッサ、入力部、出力部およびデータ記憶装置６２を含む。データ記憶装置６２は、ハードドライブ、不揮発性記憶媒体、フラッシュメモリ、テープまたはＣＤ−ＲＯＭを含むことが可能である。処理装置６０はさらに、線路検査官によりデータの入力および見直しを行い、開示される検査システム３０を操作することが可能である入力部／ディスプレイ６８を含むことが可能である。処理装置６０は、開示される検査システム３０により取得された各種データを記憶および分析するための適切なソフトウェアプログラムで作動する。たとえば、処理装置６０は、ＭａｔｒｏｘＭＩＬ、ＣｏｍｍｏｎＶｉｓｉｏｎＢｌｏｘ、Ｌａｂｖｉｅｗ、ｅＶｉｓｉｏｎ、ＨａｌｃｏｎおよびＩＶＰＲａｎｇｅｒのような、任意の適切な画像処理ソフトウェアを有することが可能である。たとえば、処理装置６０は、カメラ５０からの画像データを分析するために、当技術分野において周知である画像処理ツール、たとえば関心領域（ＲＯＩ）ツール、フィルタリングツール、ブロブツール、エッジファインダ、ヒストグラムツール等を有することが可能である。 Among other common components, the processing device or computer 60 includes a microprocessor, an input, an output, and a data storage device 62. Data storage device 62 may include a hard drive, a non-volatile storage medium, flash memory, tape, or a CD-ROM. The processing device 60 may further include an input / display 68 that allows the track inspector to input and review data and operate the disclosed inspection system 30. The processor 60 operates with a suitable software program for storing and analyzing various data acquired by the disclosed inspection system 30. For example, the processing device 60 may have any suitable image processing software such as Matrox MIL, Common Vision Block, Labview, eVision, Halcon and IVP Ranger. For example, the processing device 60 may analyze image data from the camera 50 using image processing tools that are well known in the art, such as a region of interest (ROI) tool, a filtering tool, a blob tool, an edge finder, a histogram tool, etc. It is possible to have

開示される検査システム３０により取得されるデータ全てを効果的に処理するために、好ましい実施形態における処理装置６０は、たとえば２．８ＧＨｚで作動可能であるＩｎｔｅｌＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）４プロセッサのような高速プロセッサを有するコンピュータを含む。開示される検査システム３０により取得されるデータ全てを効果的に記憶するためには、記憶装置６２は好ましくは、１つのドライブとして同時に読み込み／書き込み機構を使用するよう構成される２つの大容量ハードドライブを含む。これは、レイド（ＲＡＩＤ）システムとしても知られている。処理装置６０の高速プロセッサおよび記憶装置６２のデュアルハードドライブは、開示される検査システム３０により取得されるデータの持続的なリアルタイムの記録を可能にする。好ましい実施形態では、開示される検査システム３０用の電力は、検査車両のエンジンから直接作動されるベルト駆動式発電機からの１１０Ｖ交流電力により提供される。 In order to effectively process all the data acquired by the disclosed inspection system 30, the processing device 60 in the preferred embodiment is, for example, an Intel Pentium® 4 processor operable at 2.8 GHz. Includes a computer having a high speed processor. In order to effectively store all of the data acquired by the disclosed inspection system 30, the storage device 62 is preferably configured with two high-capacity hard disks configured to use the read / write mechanism simultaneously as one drive. Includes drive. This is also known as a RAID system. The high speed processor of the processing device 60 and the dual hard drive of the storage device 62 allow for continuous real time recording of data acquired by the disclosed inspection system 30. In the preferred embodiment, the power for the disclosed inspection system 30 is provided by 110V AC power from a belt driven generator operated directly from the engine of the inspection vehicle.

凹凸のある線路表面に投影される光線４２により、斜めに観察すると、図２に示される投影線Ｌは道床の表面および構成要素の輪郭に沿っている。道床の投影線Ｌを示す画像またはフレームの例が図３に示される。画像データまたはフレームは、Ｘ−Ｙ座標が決定され、カメラ５０により記録された道床の輪郭を示す複数のピクセルを有する。当技術分野において周知のフィルタリングおよび他の画像処理技術により、画像は２つのピクセル値を含み、ここでは濃いピクセルは道床の輪郭を表す。所定の画像データの各ピクセルには同じＺ座標が割り当てられる。これは、線路の長さにおいて画像データが記録された特定の位置を表している。こうして、複数の記録された画像が、道床の三次元スキャンを生成し、スキャンの各画像は道床の輪郭を示すＸ−Ｙ座標、およびレールの長さに沿った輪郭の特定の位置を表すＺ座標を有する。 When observed obliquely by the light ray 42 projected onto the uneven track surface, the projection line L shown in FIG. 2 follows the surface of the roadbed and the contours of the components. An example of an image or a frame showing the projected line L of the roadbed is shown in FIG. The image data or frame has a plurality of pixels whose XY coordinates are determined and indicate the contour of the roadbed recorded by the camera 50. By filtering and other image processing techniques well known in the art, the image contains two pixel values, where the dark pixels represent the contour of the roadbed. The same Z coordinate is assigned to each pixel of the predetermined image data. This represents a specific position where image data is recorded in the length of the line. Thus, a plurality of recorded images generate a three-dimensional scan of the road bed, each image of the scan being an XY coordinate that indicates the contour of the road bed, and a Z that represents a specific position of the contour along the length of the rail. Has coordinates.

画像が記録される速度は、スキャンされる領域の幅および高さ、個別の静止画像間の距離、静止画像の解像度、カメラ５０の最大フレーム率、コンピュータ６０の処理速度およびデータ記憶装置６２の書き込み速度により制限されることは自明であろう。開示される検査システム３０を鉄道に利用する際の好ましい一実施例では、カメラ５０により記録される静止画像またはフレーム間の間隔は約０．１インチ、検査車両の好ましい速度は時速約３０マイル、スキャン領域の好ましい高さは約１０インチ、スキャン領域の好ましい幅は、道床の幅を横切る約１０フィートである。これらの好ましいパラメータを満たすために、１秒あたりのフレーム数が５４０５であることが可能であるカメラシステム、および約８．３ＭＰＳで処理および記録が可能であるコンピュータシステムが望ましい。図３に示されるような各フレームまたは画像には、約１，５３６バイトの記憶容量が必要となる。線路の全長に沿って約０．１インチごとにフレームが記録される場合には、１マイルの線路用に約６３３，６００個のフレームが記録され、これには０．９７３ギガバイトの記憶容量を要する。 The speed at which the image is recorded is the width and height of the scanned area, the distance between the individual still images, the resolution of the still images, the maximum frame rate of the camera 50, the processing speed of the computer 60 and the writing of the data storage device 62. It will be obvious that it is limited by speed. In one preferred embodiment when utilizing the disclosed inspection system 30 for railways, the distance between still images or frames recorded by the camera 50 is about 0.1 inches, the preferred speed of the inspection vehicle is about 30 miles per hour, The preferred height of the scan area is about 10 inches and the preferred width of the scan area is about 10 feet across the width of the bed. To meet these preferred parameters, a camera system capable of 5405 frames per second and a computer system capable of processing and recording at about 8.3 MPS is desirable. Each frame or image as shown in FIG. 3 requires about 1,536 bytes of storage capacity. If frames are recorded about every 0.1 inch along the length of the track, about 633,600 frames are recorded for a mile track, which has a storage capacity of 0.973 gigabytes. Cost.

別の実施形態では、図１に示されるように、開示される検査システム３０は、鉄道線路を検査する際に検査車両の地理的位置を把握するために、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機６４をさらに含むことが可能である。ＧＰＳ受信機６４は、地理的位置を把握するための当技術分野において周知の任意の適切なＧＰＳ受信機であればよい。たとえばＧＰＳ受信機６４は、検査車両に取り付けられ、適切なケーブル接続および入出力インタフェースにより処理装置６０に接続される、独立式の市販の装置であることが可能である。ＧＰＳ受信機６４は、差動または非差動ＧＰＳシステムを使用して地理的位置を把握可能である。ＧＰＳ受信機６４を用いて実質的に正確な位置および時間データを取得する技術は、当技術分野において広く知られており、ここではこれ以上説明しない。地理的位置は、処理装置６０に送られ、道床の画像データとコンパイルされることが可能である。 In another embodiment, as shown in FIG. 1, the disclosed inspection system 30 is a global positioning system (GPS) receiver for determining the geographical position of an inspection vehicle when inspecting a railroad track. 64 may further be included. The GPS receiver 64 may be any suitable GPS receiver known in the art for ascertaining geographic location. For example, the GPS receiver 64 can be a stand-alone, commercially available device that is attached to the inspection vehicle and connected to the processing device 60 by suitable cable connections and input / output interfaces. The GPS receiver 64 can know the geographic location using a differential or non-differential GPS system. Techniques for obtaining substantially accurate position and time data using the GPS receiver 64 are widely known in the art and will not be described further here. The geographic location can be sent to the processing device 60 and compiled with the roadbed image data.

カメラ５０からの画像データが記録されると、フレームの地理的位置も記録可能である。ＧＰＳ受信機６４からコンピュータ６０への地理的位置データの連続的な流れを除去することにより、処理装置６０で画像データを記録するための時間がプロセッサにおいて利用可能になる。したがって、ＧＰＳ受信機６４は好ましくは、データを補助モジュール６５に供給する。この補助モジュール６５は、このデータをまとめて、問い合わせが行われると処理装置またはコンピュータ６０に送信する。地理的位置データを取得するほかに、ＧＰＳ受信機６４は時間データを取得することが可能である。さらに、ＧＰＳ受信機６４により取得された位置および時間データは、ここで開示される様々な目的のために使用できる、たとえば検査車両の速度のようなその他の変数を測定するために使用可能である。したがって、開示される検査システム３０は、レールに沿って約０．１インチ毎に道床の静止画像をカメラ５０に記録させるために、ＧＰＳ受信機６４からのデータを使用することが可能である。 When the image data from the camera 50 is recorded, the geographical position of the frame can also be recorded. By removing the continuous flow of geographic location data from the GPS receiver 64 to the computer 60, time for recording image data at the processor 60 is made available to the processor. Accordingly, the GPS receiver 64 preferably provides data to the auxiliary module 65. The auxiliary module 65 collects this data and sends it to the processing device or the computer 60 when an inquiry is made. In addition to obtaining geographic location data, the GPS receiver 64 can obtain time data. Further, the position and time data obtained by the GPS receiver 64 can be used for various purposes disclosed herein, such as for measuring other variables such as the speed of the inspection vehicle. . Thus, the disclosed inspection system 30 can use data from the GPS receiver 64 to cause the camera 50 to record a still image of the roadbed about every 0.1 inch along the rail.

別の実施形態では、図１に示されるように、開示される検査システム３０は、レールを検査する際に検査車両の地理的位置を把握するための距離計測装置６６を含むことが可能である。距離計測装置６６は、検査車両がレールに沿って移動する際の車輪の回転数または部分的な回転数を計測するエンコーダ、または検査車両に既存の走行距離センサであることが可能である。距離計測装置６６は、位置データを処理装置６０に提供可能である。開示される検査システム３０は、距離計測装置６６を使用して、レールに沿って約０．１インチ毎に道床の静止画像をカメラ５０に記録させることが可能である。 In another embodiment, as shown in FIG. 1, the disclosed inspection system 30 can include a distance measurement device 66 for ascertaining the geographical location of the inspection vehicle when inspecting the rail. . The distance measuring device 66 can be an encoder that measures the rotational speed or partial rotational speed of a wheel when the inspection vehicle moves along the rail, or an existing travel distance sensor in the inspection vehicle. The distance measuring device 66 can provide position data to the processing device 60. The disclosed inspection system 30 can use the distance measuring device 66 to cause the camera 50 to record a still image of the roadbed about every 0.1 inch along the rail.

別の実施形態では、開示される検査システム３０は、ＧＰＳ受信機６４または距離計測装置６６によりトリガされることなく、カメラ５０の最大フレーム率で、またはほぼ最大のフレーム率で、道床の静止画像を記録することが可能である。たとえば、カメラ５０および処理装置６０は、検査車両が線路に沿って移動する際に、最大フレーム率またはほぼ最大のフレーム率で作動可能である。開示される検査システム３０は、枕木１０またはタイプレート１４の既知の平均的な幅を用いて、検査車両の速度を計算可能である。すると、開示されるシステムは、データ記憶を低減させるために余分なフレームを削除可能であり、これにより保持されるフレームはおよそ０．１インチの間隔を有することになる。正確に０．１インチの間隔はいつも可能であるとは限らないが、間隔は０．０５’’から０．１’’の間であることが可能であることが理解されよう。本実施形態では、フレームの間隔を均一に保つために、所定の枕木に関して保持される各フレーム間において、同じ数のフレームが廃棄されなくてはならない。たとえば、タイプレートの幅が８インチであり、２４４フレームが特定のタイプレートに関して記録されている場合は、保持されるフレームとフレームの間で２つのフレームが廃棄されることが可能である。フレームのセット全体に１から２４４の番号が付けられるとすると、保持されるフレームは、１、４、７、１０、．．．２４１、２４４である。保持される８２のフレームの間隔を算出すると０．０９８インチになる。 In another embodiment, the disclosed inspection system 30 is a still image of the roadbed at the maximum frame rate of the camera 50 or near the maximum frame rate without being triggered by the GPS receiver 64 or the distance measurement device 66. Can be recorded. For example, the camera 50 and the processing device 60 can operate at a maximum frame rate or a substantially maximum frame rate as the inspection vehicle moves along the track. The disclosed inspection system 30 can calculate the speed of the inspection vehicle using a known average width of the sleeper 10 or tie plate 14. The disclosed system can then delete extra frames to reduce data storage, so that the frames held will have a spacing of approximately 0.1 inches. It will be appreciated that an exact 0.1 inch spacing is not always possible, but the spacing can be between 0.05 "and 0.1". In this embodiment, the same number of frames must be discarded between each frame held for a given sleeper to keep the frame spacing uniform. For example, if the tie rate width is 8 inches and 244 frames are recorded for a particular tie rate, two frames can be discarded between the retained frames. If the entire set of frames is numbered from 1 to 244, the retained frames are 1, 4, 7, 10,. . . 241,244. The calculated 82 frame spacing is 0.098 inches.

または、開示されるシステムでは、線路に沿った所望の位置で新たな第３のフレームを作成するために、記録された２つの任意のフレーム間で補間を行うことも可能である。一部のフレームは、所望のフレーム間隔を正確に達成するために廃棄されることが可能である。 Alternatively, the disclosed system can interpolate between any two recorded frames in order to create a new third frame at the desired location along the track. Some frames can be discarded to accurately achieve the desired frame interval.

開示される検査システム３０が、鉄道線路の調査を完了すると、画像データのコンピュータ解析が行われる。コンピュータ解析は、検査車両内に配置される処理装置またはコンピュータ６０により実行可能である。または、コンピュータ解析は、当技術分野において周知の画像処理ソフトウェアを有する別のコンピュータシステムによって行うことも可能である。コンピュータ解析では、画像データを検索し、線路の不具合が発生している箇所、または許容誤差の範囲を逸脱する箇所を確認または検知する。特定の実施方法では、コンピュータ解析をカスタマイズまたは変更することが可能である。不具合または許容できない誤差が生じている地理的位置を提供することにより、適切な修理を行うか、または保守作業を計画することができる。 When the disclosed inspection system 30 completes the investigation of the railway track, computer analysis of the image data is performed. The computer analysis can be performed by a processing device or a computer 60 arranged in the inspection vehicle. Alternatively, the computer analysis can be performed by another computer system having image processing software well known in the art. In the computer analysis, image data is searched to check or detect a location where a line failure occurs or a location that deviates from the allowable error range. In certain implementations, the computer analysis can be customized or modified. Providing a geographical location where defects or unacceptable errors occur can provide appropriate repairs or schedule maintenance operations.

開示される検査システムおよびこれに関連する方法により取得される道床の画像データから、鉄道線路の多数の測定可能な状態が確認または検知可能である。以下の実施例では、多数のこうした測定可能な状態について説明し、この測定可能な状態を分析するための各種技術が開示される。鉄道線路におけるこれらの測定可能な状態またはその他の状態が、開示される検査システムにより取得される道床の画像データから確認または検知され得ることは理解されるであろう。さらに、画像データを分析するための技術分野において周知のその他の技術が、開示される検査システムおよび関連する方法と共に使用可能であることも理解されるであろう。したがって、開示される検査システムおよび関連の方法は、ここで説明される測定可能な状態および特定の技術に限定されるものではない。 A number of measurable states of the railroad track can be confirmed or detected from the image data of the roadbed acquired by the disclosed inspection system and related methods. The following examples describe a number of these measurable conditions and disclose various techniques for analyzing this measurable condition. It will be appreciated that these measurable or other conditions on railroad tracks can be confirmed or detected from the roadbed image data obtained by the disclosed inspection system. It will further be appreciated that other techniques well known in the art for analyzing image data can be used with the disclosed inspection system and associated methods. Accordingly, the disclosed inspection system and related methods are not limited to the measurable conditions and specific techniques described herein.

明確にするために、図１１および図１２は、開示される検査システムおよび関連の方法により取得される画像データの作成例を示す。図１１は、複数の作成された画像データを有し、枕木の一部と、タイプレートと、レールとを斜視図で示す。図１２は、複数の作成された画像データを有し、より詳細な斜視図を示している。図１１から図１２で示されるように、作成された画像データは、道床の領域を三次元（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で示す。この表示は極めて詳細であり、道床の構成要素の様々な状態が測定可能である。図１１から１２においては、例えば、枕木１０のひびや割れを見ることができる。また、バラスト層１８に対する枕木１０の高さも見ることができる。タイプレート１４およびレール１２の向きおよび高さも見える。こうした詳細やその他の詳細が、以下でさらに詳しく述べるように、開示される検査システムおよび関連の方法により把握可能である。 For clarity, FIGS. 11 and 12 illustrate an example of creating image data acquired by the disclosed inspection system and related methods. FIG. 11 has a plurality of created image data, and shows a part of a sleeper, a tie plate, and a rail in a perspective view. FIG. 12 shows a more detailed perspective view having a plurality of created image data. As shown in FIG. 11 to FIG. 12, the created image data shows the roadbed area in three dimensions (X, Y, Z). This display is extremely detailed and various states of the roadbed components can be measured. In FIGS. 11 to 12, for example, cracks and cracks in the sleepers 10 can be seen. The height of the sleepers 10 relative to the ballast layer 18 can also be seen. The orientation and height of the tie plate 14 and rail 12 are also visible. These and other details can be ascertained by the disclosed inspection system and related methods, as described in further detail below.

一実施例では、枕木間の間隔が、複数の画像データから確認可能である。図４Ａから図４Ｃを参照すると、開示される検査システム３０により取得される道床のフレーム例が示されており、これを用いて枕木１０の間の間隔を確認することが可能である。図４Ａは、線路に沿った位置Ｚ１にある第１の枕木１０の輪郭を有するエンドフレームＦ１を示す。このエンドフレームＦ１は、この枕木１０を示す最後のフレームとして指定可能である。図４Ｂは、線路に沿った別の位置Ｚ２で、エンドフレームＦ１の後のある時点で記録された中間フレームＦ２を示す。この中間フレームＦ２には枕木がない。これは、線路の枕木の間の位置であるためである。図４ＡのエンドフレームＦ１の後にこのような中間フレームが複数続くことは自明であろう。図４Ｃは、線路に沿った別の位置Ｚ３にある別の枕木１０’を有するエンドフレームＦ３を示す。たとえば、コンピュータ解析により、枕木がない中間フレームＦ２の数をまず数えることにより、枕木１０と１０’の間の間隔を確認することが可能である。この中間フレームＦ２の数に、既知であるフレーム間の間隔（たとえば０．１インチ）を乗算することにより、枕木１０と１０’との間の距離を計算することができる。こうして、道床の枕木間の実質的に正確な計測が、線路検査官が物理的に枕木を検査することなく、道床の三次元スキャンを形成する画像データを用いることによって実施可能である。 In one embodiment, the interval between sleepers can be confirmed from a plurality of image data. With reference to FIGS. 4A to 4C, an example of a roadbed frame obtained by the disclosed inspection system 30 is shown, which can be used to confirm the spacing between sleepers 10. FIG. 4A shows an end frame F1 having the outline of the first sleeper 10 at a position Z1 along the track. This end frame F1 can be designated as the last frame showing this sleeper 10. FIG. 4B shows the intermediate frame F2 recorded at some point after the end frame F1 at another position Z2 along the track. This intermediate frame F2 has no sleepers. This is because the position is between the sleepers of the track. It will be obvious that a plurality of such intermediate frames follow the end frame F1 in FIG. 4A. FIG. 4C shows an end frame F3 with another sleeper 10 'located at another position Z3 along the track. For example, it is possible to confirm the interval between the sleepers 10 and 10 'by first counting the number of intermediate frames F2 without sleepers by computer analysis. The distance between sleepers 10 and 10 'can be calculated by multiplying the number of intermediate frames F2 by a known interframe spacing (e.g., 0.1 inches). Thus, substantially accurate measurements between the bedside sleepers can be performed by using image data forming a 3D scan of the roadbed without the track inspector physically inspecting the sleepers.

フレームにおける枕木の有無の確認は、当技術分野において周知の画像技術によって可能である。たとえば、図４Ａから図４Ｃに示されるように、枕木１０の輪郭は、フレームＦ１からＦ３の関心領域Ｒ内にあることが想定される。コンピュータ解析により、フレームの関心領域Ｒで枕木の存在を表すピクセルの有無を検索することが可能である。これはたとえば、関心領域Ｒのピクセル値を平均または合計することにより行うことができる。枕木の輪郭は、濃いピクセルからなるため、枕木１０を有するフレームＦ１内の関心領域Ｒは、枕木がない中間フレームＦ２内の領域Ｒより平均または合計の値が大きい。 The presence or absence of sleepers in the frame can be confirmed by image techniques well known in the art. For example, as shown in FIGS. 4A to 4C, it is assumed that the contour of the sleeper 10 is within the region of interest R of the frames F1 to F3. By computer analysis, it is possible to search for the presence or absence of a pixel representing the presence of a sleeper in the region of interest R of the frame. This can be done, for example, by averaging or summing the pixel values of the region of interest R. Since the sleeper outline is composed of dark pixels, the region of interest R in the frame F1 having the sleeper 10 has a larger average or total value than the region R in the intermediate frame F2 having no sleeper.

別の実施例では、レールに対する枕木の角度が画像データより確認可能である。図５を参照すると、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレーム例が示されている。レール１２の頭部の角度方向を線Ｌ１で表すことが可能である。線Ｌ１は、たとえば当技術分野において周知の最適適合、または曲線適合法により推定可能である。同様に、枕木１０の角度方向も線Ｌ２で表されることが可能である。線Ｌ２もまた、たとえば当技術分野において周知の最適適合、または曲線適合法により推定可能である。線Ｌ１およびＬ２は、枕木１０の付近のＺ軸に沿った複数のフレームから平均化されることが可能である。コンピュータ解析により、レールに対する枕木の角度を確認するために、線Ｌ１とＬ２の角度関係を確認可能である。この状況によって、レールの磨耗または木製の枕木上のプレートの切断部の状況が示されることとなる。 In another embodiment, the angle of sleepers relative to the rail can be confirmed from the image data. Referring to FIG. 5, an example frame of a railroad track obtained with the disclosed inspection system is shown. The angular direction of the head of the rail 12 can be represented by a line L1. Line L1 can be estimated, for example, by best fit or curve fitting methods well known in the art. Similarly, the angular direction of sleepers 10 can also be represented by line L2. Line L2 can also be estimated, for example, by best fit or curve fitting methods well known in the art. Lines L1 and L2 can be averaged from multiple frames along the Z-axis near sleeper 10. By computer analysis, the angle relationship between the lines L1 and L2 can be confirmed in order to confirm the angle of the sleeper with respect to the rail. This situation will indicate the status of rail wear or plate cuts on wooden sleepers.

別の実施例では、レールの破損が画像データから確認可能である。図６Ａから図６Ｃを参照すると、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレーム例Ｆ１からＦ３が示される。これを用いてレール１２の分離を確認することが可能である。図６Ａは、線路に沿った位置Ｚ１にある第１レール１２の端部を有するエンドフレームＦ１を示す。このエンドフレームＦ１は、このレール１２を示す最後のフレームとして指定される。図６Ｂは、線路に沿った別の位置Ｚ２で、エンドフレームＦ１の後のある時点で記録された中間フレームＦ２を示す。この中間フレームＦ２にはレールがない。これは、線路のレール間の位置を表すためである。図６ＡのエンドフレームＦ１の後にこのような中間フレームＦ２が複数続くことは自明であろう。図６Ｃは、線路に沿った別の位置Ｚ３にある別のレール１２’を有する別のエンドフレームＦ３を示す。たとえばコンピュータ解析により、レールがない中間フレームＦ２の数をまず数えることにより、レール１２と１２’の間の間隔を確認することが可能である。この中間フレームＦ２の数に、既知のフレーム間の間隔（たとえば０．１インチ）を乗算することにより、レール１２と１２’の間の距離を計算することができる。 In another embodiment, rail breakage can be confirmed from the image data. With reference to FIGS. 6A to 6C, examples of railroad track frames F1 to F3 obtained by the disclosed inspection system are shown. This can be used to confirm the separation of the rails 12. FIG. 6A shows an end frame F1 having the end of the first rail 12 at a position Z1 along the track. The end frame F1 is designated as the last frame indicating the rail 12. FIG. 6B shows the intermediate frame F2 recorded at some point after the end frame F1 at another position Z2 along the track. This intermediate frame F2 has no rails. This is to represent the position between the rails of the track. It will be obvious that a plurality of such intermediate frames F2 follow the end frame F1 in FIG. 6A. FIG. 6C shows another end frame F3 having another rail 12 'at another position Z3 along the track. For example, the distance between the rails 12 and 12 'can be confirmed by first counting the number of intermediate frames F2 without rails by computer analysis. By multiplying the number of intermediate frames F2 by a known interframe spacing (eg, 0.1 inches), the distance between the rails 12 and 12 'can be calculated.

フレームにおけるレール１２の有無の確認は、当技術分野において周知の画像技術によって可能である。たとえば、図６Ａから図６Ｃに示されるように、レール１２の輪郭は、フレームＦ１からＦ３の関心領域Ｒ内にあることが想定される。コンピュータ解析により、フレームの関心領域Ｒでレール輪郭の存在を表すピクセルの有無を検索することが可能である。これはたとえば、関心領域内のピクセル値を平均または合計することにより行うことができる。レールの輪郭は濃いピクセルからなるため、レール１２を有するフレームＦ１内の関心領域Ｒは、枕木がないフレームＦ２の領域Ｒより平均または合計の値が大きい。 The presence / absence of the rail 12 in the frame can be confirmed by an image technique known in the art. For example, as shown in FIGS. 6A to 6C, it is assumed that the contour of the rail 12 is in the region of interest R of the frames F1 to F3. By computer analysis, it is possible to search for the presence or absence of a pixel representing the presence of a rail contour in the region of interest R of the frame. This can be done, for example, by averaging or summing the pixel values in the region of interest. Since the rail outline is composed of dark pixels, the region of interest R in the frame F1 having the rails 12 has a larger average or total value than the region R of the frame F2 without sleepers.

別の実施例では、レールの磨耗が画像データから確認可能である。図７Ａから図７Ｂを参照すると、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレーム例Ｆ１からＦ２が示される。これを用いてレール１２の磨耗を確認することが可能である。コンピュータ解析により、レール１２の磨耗の有無を確認可能である。これはたとえば、レール１２の輪郭とフレーム内の基準点との間の距離が、先のフレームの同距離に比較して小さいか否かを確認することにより行うことができる。図７Ａは、線路に沿った位置Ｚ１にあるレール１２を有するフレームＦ１を示す。レール１２の輪郭は、フレームＦ１の関心領域Ｒ内、Ｙ軸に沿った高さＬにある。レール１２の輪郭は基準高さＬ２の上方にある。Ｌ２はタイプレートの高さであることが可能であり、測定可能な距離ＬＤである。本開示により利益を得る当業者には明らかであるように、基準Ｌ２は、たとえばタイプレート１４、くぎ１６または枕木１０のような多数の基準点に配置されることができる。図７Ｂは、線路に沿った別の位置Ｚ２にある別のフレームＦ２を示す。位置Ｚ２では、レール１２の輪郭と高さＬ２との間の距離ＬＤは位置Ｚ１の時より小さくなっている。これにより、フレームＦ２は、線路に沿った位置Ｚ２におけるレール１２の磨耗を示す。本開示により利益を得る当業者であれば明らかであるように、レールの磨耗は、道床に沿って同じ位置で異なる時期に取得されたフレームを比較することによっても確認可能である。 In another embodiment, rail wear can be confirmed from the image data. With reference to FIGS. 7A to 7B, example railroad frame frames F1 to F2 obtained by the disclosed inspection system are shown. It is possible to check the wear of the rail 12 using this. The presence or absence of wear of the rail 12 can be confirmed by computer analysis. This can be done, for example, by checking whether the distance between the contour of the rail 12 and the reference point in the frame is smaller than the same distance in the previous frame. FIG. 7A shows a frame F1 having a rail 12 at a position Z1 along the track. The outline of the rail 12 is at a height L along the Y axis in the region of interest R of the frame F1. The outline of the rail 12 is above the reference height L2. L2 can be the height of the tie plate and is a measurable distance LD. As will be apparent to those of ordinary skill in the art having the benefit of this disclosure, the reference L2 can be placed at a number of reference points, such as tie plates 14, nails 16 or sleepers 10, for example. FIG. 7B shows another frame F2 at another position Z2 along the track. At the position Z2, the distance LD between the contour of the rail 12 and the height L2 is smaller than that at the position Z1. Thereby, the frame F2 shows wear of the rail 12 at the position Z2 along the track. As will be apparent to those skilled in the art who would benefit from the present disclosure, rail wear can also be confirmed by comparing frames acquired at different times at the same location along the roadbed.

別の実施例では、枕木１０の不具合が画像データから確認可能である。図８には、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレーム例が示される。枕木１０の不具合ＤおよびＤ’が示される。コンピュータ解析により、枕木１０の不具合の有無を確認可能である。これはたとえば、枕木の輪郭の部分Ｄが関心領域Ｒ外にあるか、または輪郭の部分Ｄ’は領域Ｒ内にはないかを確認することにより可能である。公知のように、枕木の不具合には、ひび、割れ、または破損が含まれる。こうした不具合の付近の複数の画像データを使用して、不具合の幅および長さをコンピュータ解析により確認可能である。たとえば図１１から図１２に示されるように、複数の画像データを用いて、枕木の縁部に示されるひびの幅Ｗおよび長さＬを推定することが可能である。場合によっては、たとえば、不具合の方向が、レーザからの光が不具合に投射されてカメラにより記録可能であるような場合は、コンピュータ解析により不具合の深さを確認することができる。一実施形態では、深さのある不具合に投射される光が、レーザ光線とほぼ平行に配置されるカメラにより捉えることができるように、レーザとカメラとの間の角度が比較的小さくなっている。 In another embodiment, the trouble of the sleepers 10 can be confirmed from the image data. FIG. 8 shows an example of a railway track frame obtained by the disclosed inspection system. Faults D and D 'of the sleeper 10 are shown. By computer analysis, it is possible to confirm whether or not the sleepers 10 are defective. This is possible, for example, by checking whether the contour part D of the sleeper is outside the region of interest R or whether the contour part D 'is not in the region R. As is well known, sleeper failures include cracks, cracks, or breakage. Using a plurality of image data in the vicinity of such a defect, the width and length of the defect can be confirmed by computer analysis. For example, as shown in FIGS. 11 to 12, it is possible to estimate the width W and the length L of the crack shown at the edge of the sleeper using a plurality of image data. In some cases, for example, when the direction of the defect is such that the light from the laser is projected onto the defect and can be recorded by the camera, the depth of the defect can be confirmed by computer analysis. In one embodiment, the angle between the laser and the camera is relatively small so that the light projected to the deep fault can be captured by a camera that is arranged substantially parallel to the laser beam. .

別の実施例では、レールの間隔または軌間、または枕木の長さが、画像データから確認可能である。図８では、当技術分野において周知の縁部検出技術を用いて、フレーム内のレール輪郭１２の縁部を検出することができ、レール１２の間隔を推定するために縁部間の距離Ｗ１を計算することが可能である。同様に、当技術分野において周知の縁部検出技術を用いて、フレーム内の枕木の輪郭１０の縁部を検出することができ、また枕木１０の幅Ｗ２を推定するために縁部間の距離Ｗ１を計算することが可能である。 In another embodiment, rail spacing or gauge or sleeper length can be identified from the image data. In FIG. 8, edge detection techniques known in the art can be used to detect the edges of the rail profile 12 in the frame, and the distance W1 between the edges is used to estimate the spacing of the rails 12. It is possible to calculate. Similarly, edge detection techniques well known in the art can be used to detect the edge of the sleeper profile 10 in the frame, and the distance between edges to estimate the width W2 of the sleeper 10. It is possible to calculate W1.

別の実施例では、枕木１０に対するバラスト１８の高さが、画像データから確認可能である。図８では、線適合技術によりバラスト１８の高さおよび枕木１０の高さを確認し、これらの高さの差により、枕木１０に対するバラスト１８の高さＨ_Ｂを推定することが可能である。別の実施例では、バラスト１８の石の大きさを確認するために鉄道線路のスキャンを使用することが可能である。これは、バラスト１８を有する関心領域を分析し、バラスト１８の輪郭における曲線を用いてバラスト石の大きさを推定することによって行われる。 In another embodiment, the height of the ballast 18 relative to the sleeper 10 can be confirmed from the image data. In FIG. 8, the height of the ballast 18 and the height of the sleeper 10 can be confirmed by the line fitting technique, and the height H _B of the ballast 18 with respect to the sleeper 10 can be estimated from the difference between these heights. In another embodiment, a railroad track scan can be used to determine the size of the ballast 18 stone. This is done by analyzing the region of interest having the ballast 18 and estimating the size of the ballast stone using the curve in the contour of the ballast 18.

別の実施例では、くぎの突出が画像データから確認可能である。図９を参照すると、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレーム例が示されている。くぎの突出の有無を確認するために、関心領域Ｒ内に突出したくぎ１６を表す輪郭の部分が生じているかを確認すべく、領域Ｒを分析することが可能である。 In another embodiment, nail protrusions can be identified from the image data. Referring to FIG. 9, an example frame of a railroad track obtained with the disclosed inspection system is shown. In order to confirm the presence or absence of the nail protrusion, it is possible to analyze the region R in order to confirm whether or not there is a contour portion representing the nail 16 protruding in the region of interest R.

別の実施例では、タイプレートの不足、タイプレートのずれ、またはタイプレートの沈下が、画像データから検出可能である。図１０を参照すると、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレーム例が示されている。たとえば、関心領域Ｒを分析し、タイプレートを表す輪郭部分が領域Ｒ内に生じるか否かを確認することにより、タイプレートの不足または沈下を確認することができる。タイプレートのずれは、たとえば、タイプレートの輪郭部分の線適合と、枕木の輪郭との線方向の比較により確認可能である。 In another example, a tie plate deficiency, a tie plate shift, or a tie plate sink may be detected from the image data. Referring to FIG. 10, a frame example of a railroad track obtained by the disclosed inspection system is shown. For example, by analyzing the region of interest R and confirming whether or not a contour portion representing the tie plate is generated in the region R, deficiency or settlement of the tie plate can be confirmed. The deviation of the tie plate can be confirmed, for example, by comparing the line fit of the contour portion of the tie plate and the line direction of the sleeper.

上記の好ましい実施形態またその他の実施形態の説明は、出願人による発明の概念の範囲または適用性を限定するものではない。ここで説明される発明概念を開示することと引き換えに、出願人は添付の特許請求の範囲により保護される全ての特許権を望むものである。したがって、開示される検査システムおよび関連の方法は、その全ての変更および変形例を、以下の特許請求の範囲またはこれに相当する最大限の範囲において含む。 The description of the preferred and other embodiments above is not intended to limit the scope or applicability of applicant's inventive concept. In exchange for disclosing the inventive concepts described herein, applicants desire all patent rights protected by the appended claims. Accordingly, the disclosed inspection system and related methods include all modifications and variations thereof within the scope of the following claims or their full scope of equivalents.

開示される検査システムの実施形態の概略図である。1 is a schematic diagram of an embodiment of a disclosed inspection system. 本開示の特定の教示に係る鉄道線路検査システムの実施形態の一部を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a portion of an embodiment of a railroad track inspection system according to certain teachings of the present disclosure. 開示される検査システムにより取得される鉄道線路の一部を示すフレームの例を示す。The example of the flame | frame which shows a part of railway track acquired by the test | inspection system disclosed is shown. 枕木間の間隔を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。An example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm the spacing between sleepers is shown. 枕木間の間隔を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。An example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm the spacing between sleepers is shown. 枕木間の間隔を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。An example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm the spacing between sleepers is shown. レールに対する枕木の角度を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。Fig. 4 shows an example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm the angle of sleepers relative to the rail. レールの割れまたは分離を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。Fig. 4 shows an example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm rail cracking or separation. レールの割れまたは分離を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。Fig. 4 shows an example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm rail cracking or separation. レールの割れまたは分離を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。Fig. 4 shows an example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm rail cracking or separation. レールの磨耗を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。Fig. 5 shows an example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm rail wear. レールの磨耗を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。Fig. 5 shows an example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm rail wear. 枕木の不具合、レールの間隔、枕木の大きさおよび枕木に対するバラスト高さを確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。An example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm sleeper faults, rail spacing, sleeper size and ballast height relative to the sleeper is shown. くぎの突出を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。Fig. 5 shows an example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm nail protrusions. タイプレートの不足を確認するために、開示される検査システムにより取得される鉄道線路のフレームの例を示す。An example of a railroad track frame obtained by the disclosed inspection system to confirm a tie rate deficiency is shown. 開示される検査システムにより取得される画像データから作成される三次元画像である。It is a three-dimensional image created from the image data acquired by the disclosed inspection system. 開示される検査システムにより取得される画像データから作成される三次元画像である。It is a three-dimensional image created from the image data acquired by the disclosed inspection system.

Claims

A system for inspecting a railroad track bed including a railroad track, which is attached to a vehicle moving along the railroad track,
At least one light generator disposed adjacent to the railroad track and projecting light rays across the trackbed of the railroad track;
At least one light receiver disposed proximate to the railroad track, receiving at least a portion of the light reflected from the railroad track bed and generating a plurality of images representing an outline of at least a portion of the railroad track bed; ,
Analyzing the plurality of images, to confirm the one or more physical properties of said portion of the track bed of the railroad track, e Bei and at least one processor, one or more physical properties, the ballast of at least railroad Including the geographical location of multiple images along
The processor includes an algorithm for ascertaining a distance between sleepers on the railroad track roadbed, the algorithm comprising:
(A) analyzing a first frame, one or more intermediate frames, and an end frame of the plurality of images, wherein the first frame and the end frame include sleepers, and the one or more intermediate frames include sleepers. Not including the analyzing step;
(B) checking the number of one or more intermediate frames without sleepers;
(C) checking a known interval between frames;
(D) confirming the distance between the first frame sleepers and the end frame sleepers based on the number of one or more intermediate frames without sleepers and the known spacing between the frames; system.

The system of claim 1, wherein the light generator is a laser.

The system of claim 2, wherein the laser emits infrared light .

The system of claim 1, wherein the at least one light generator is disposed substantially above the railroad track and emits light rays substantially perpendicular to the railroad track.

The system of claim 2, wherein the laser emits a light beam having an angular spread.

The system of claim 1, wherein the at least one light receiver comprises a digital camera.

The system of claim 1, wherein the optical device comprises a bandpass filter that substantially transmits only the wavelengths of light rays to be recorded in the plurality of images.

The system of claim 1, wherein the at least one processor comprises a data storage device for storing a plurality of images.

The system of claim 1, further comprising a GPS receiver or encoder that provides geographic location data for analysis by a processor.

The system of claim 1, further comprising a temperature sensor disposed proximate to the railroad track and providing a railroad track temperature for analysis by the processor.

The system of claim 1, wherein each of the plurality of images comprises a plurality of pixels for which XY coordinates are determined.

The system of claim 1, wherein each of the plurality of images comprises a Z coordinate that represents the position of the image along the length of the railroad track.

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm that recognizes certain components of the track bed of the railroad track.

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm for confirming a fault in a sleeper on a railroad track.

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm that detects a lack, misalignment, damage, or failure of a fixed part of the track bed of a railroad track.

A system for inspecting a railroad track bed including a railroad track, which is attached to a vehicle moving along the railroad track,
At least one light generator disposed adjacent to the railroad track and projecting light rays across the trackbed of the railroad track;
At least one light receiver disposed proximate to the railroad track, receiving at least a portion of the light reflected from the railroad track bed and generating a plurality of images representing an outline of at least a portion of the railroad track bed; ,
At least one processor for analyzing a plurality of images and identifying one or more physical characteristics of the portion of the railroad track bed, wherein the one or more physical characteristics are at least along the railroad track bed Including the geographical location of multiple images
A processor including an algorithm for detecting a tie-rate shift or subsidence on a railroad track bed, the algorithm comprising :
(A) analyzing a frame including a region of interest of a plurality of images;
(B) checking whether the region of interest includes a tie rate;
(C) if a tie plate is present, checking the sleeper contour and the tie plate contour;
(D) comparing the orientation of the sleeper contour with the orientation of the tie plate contour;
(E) checking based on the comparison whether the tie plate is deviating or sinking .

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm for verifying rail wear on the railroad track.

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm for ascertaining a rail spacing of the railroad track.

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm that ascertains a ballast height relative to a sleeper on a railroad track.

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm for determining the size of the ballast stone on the railroad track.

The system of claim 1, wherein the processor includes an algorithm for ascertaining a size of a gap between sections of the railway track.

A method for inspecting a railroad track bed including sleepers, rails, associated fixtures, and ballast,
a) illuminating a line across the track bed span of the railway track;
b) receiving at least part of the light reflected from the roadbed of the railway track;
c) generating a plurality of images representing the contours of at least a portion of the railroad track bed;
d) analyzing a plurality of images to identify one or more physical characteristics of the portion of the track bed of the railroad track, wherein the one or more physical characteristics are at least a plurality along the trackbed of the railroad track. Said confirming step including the geographical location of the image of
e) displaying the confirmed physical characteristics of said portion of the track bed of the railway track;
f) confirming the distance between sleepers on the railroad track roadbed, and confirming the distance,
(A) analyzing a first frame, one or more intermediate frames, and an end frame of the plurality of images, wherein the first frame and the end frame include sleepers, and the one or more intermediate frames include sleepers. Not including the analyzing step;
(B) checking the number of one or more intermediate frames without sleepers;
(C) checking a known interval between frames;
(D) checking the distance between the first frame sleepers and the end frame sleepers based on the number of one or more intermediate frames without sleepers and the known spacing between the frames; Method.

23. The method of claim 22 , wherein the laser illuminates a line that traverses the railroad track bed span .

24. The method of claim 23 , wherein the laser emits infrared light.

23. The method of claim 22 , wherein the line across the railroad track bed span is substantially perpendicular to the railroad track rail.

24. The method of claim 23 , wherein the laser emits a line having an angular spread.

23. The method of claim 22 , wherein the digital camera receives at least a portion of light reflected from a portion of the railroad track bed.

23. The method of claim 22 , further comprising filtering a portion of the light reflected from a portion of the railroad track bed with a bandpass filter.

23. The method of claim 22 , further comprising storing a plurality of images.

23. The method of claim 22 , further comprising providing geographic location data with a GPS receiver or encoder.

The method of claim 22 , further comprising obtaining a rail temperature of a railroad track.

23. The method of claim 22 , wherein the plurality of images comprises a plurality of pixels for which XY coordinates are determined.

33. The method of claim 32 , wherein the plurality of images further comprises a Z coordinate that represents the position of the image along the length of the rail on the railroad track.

23. The method of claim 22 , further comprising the step of recognizing particular components of the railroad track bed.

The method according to claim 22 , further comprising the step of confirming a failure of a sleeper on a railroad track.

23. The method of claim 22 , further comprising detecting a lack, misalignment, breakage, or failure of a railroad track bedside fixture.

A method for inspecting a railroad track bed including sleepers, rails, associated fixtures, and ballast,
a) illuminating a line across the track bed span of the railway track;
b) receiving at least part of the light reflected from the roadbed of the railway track;
c) generating a plurality of images representing the contours of at least a portion of the railroad track bed;
d) analyzing a plurality of images to identify one or more physical characteristics of the portion of the track bed of the railroad track, wherein the one or more physical characteristics are at least a plurality along the trackbed of the railroad track. Said confirming step including the geographical location of the image of
e) displaying the confirmed physical characteristics of said portion of the track bed of the railway track;
f) detecting a deviation or subsidence of the tie plate of the track bed of the railroad track , the detecting step comprising:
(A) analyzing a frame including a region of interest of a plurality of images;
(B) checking whether the region of interest includes a tie rate;
(C) if a tie plate is present, checking the sleeper contour and the tie plate contour;
(D) comparing the orientation of the sleeper contour with the orientation of the tie plate contour;
(E) checking based on the comparison whether the tie plate is deviating or sinking .

23. The method of claim 22 , further comprising the step of checking for wear of rails on the railroad tracks.

23. The method of claim 22 , further comprising the step of ascertaining the spacing of the rails on the railroad track.

The method according to claim 22 , further comprising the step of ascertaining the height of the ballast relative to the sleepers of the railroad tracks.

23. The method of claim 22 , further comprising the step of ascertaining the size of the ballast stone on the railroad track roadbed.

23. The method of claim 22 , further comprising the step of ascertaining the size of the gap between the rail sections of the railroad tracks.

A method for inspecting a railroad track bed, comprising sleepers, rails, associated fixtures, and ballasts,
a) moving along the rail;
b) projecting focused rays across the span of the railroad track bed;
c) recording a plurality of images of convergent rays projected across a portion of the railroad track as it travels along the rail;
d) confirming one or more states of a track bed portion of the railroad track by processing a plurality of images , wherein the one or more states are at least a plurality of images along the trackbed of the railroad track. Said step of confirming including a geographical location ;
e) outputting one or more confirmed states of the track bed portion of the railway track;
f) confirming the distance between sleepers on the railroad track roadbed, and confirming the distance,
(A) analyzing a first frame, one or more intermediate frames, and an end frame of the plurality of images, wherein the first frame and the end frame include sleepers, and the one or more intermediate frames include sleepers. Not including the analyzing step;
(B) checking the number of one or more intermediate frames without sleepers;
(C) checking a known interval between frames;
(D) confirming the distance between the first frame sleepers and the end frame sleepers based on the number of one or more intermediate frames without sleepers and the known spacing between the frames; Method.

44. The method of claim 43 , wherein the laser projects the focused light beam across a railroad track bed span.

45. The method of claim 44 , wherein the laser emits infrared light.

45. The method of claim 44 , wherein the laser is disposed substantially above the rail and emits a focused light beam substantially perpendicular to the rail.

45. The method of claim 44 , wherein the laser emits a focused beam having an angular spread.

44. The method of claim 43 , wherein the digital camera records a plurality of images.

44. The method of claim 43 , further comprising filtering the projected ray with a bandpass filter.

44. The method of claim 43 , further comprising storing a plurality of images in a data storage device.

44. The method of claim 43 , further comprising obtaining geographic location data from a GPS receiver or encoder.

44. The method of claim 43 , further comprising obtaining a rail temperature.

44. The method of claim 43 , wherein the plurality of images further comprises a plurality of pixels for which XY coordinates are determined.

54. The method of claim 53 , wherein the plurality of images further comprises a Z coordinate that represents the position of the image along the length of the rail.

44. The method of claim 43 , further comprising the step of recognizing specific components of the railroad track bed.

44. The method according to claim 43 , further comprising the step of checking a railroad track sleeper failure on a railroad track.

44. The method of claim 43 , further comprising detecting a deficiency, slippage, breakage or failure of the fixture.

A method for inspecting a railroad track bed, comprising sleepers, rails, associated fixtures, and ballasts,
a) moving along the rail;
b) projecting focused rays across the span of the railroad track bed;
c) recording a plurality of images of convergent rays projected across a portion of the railroad track as it travels along the rail;
d) confirming one or more states of a track bed portion of the railroad track by processing a plurality of images, wherein the one or more states are at least a plurality of images along the trackbed of the railroad track. Said step of confirming including a geographical location ;
e) outputting one or more confirmed states of the track bed portion of the railway track;
f) detecting a deviation or subsidence of the tie plate of the track bed of the railroad track , the detecting step comprising:
(A) analyzing a frame including a region of interest of a plurality of images;
(B) checking whether the region of interest includes a tie rate;
(C) if a tie plate is present, checking the sleeper contour and the tie plate contour;
(D) comparing the orientation of the sleeper contour with the orientation of the tie plate contour;
(E) checking based on the comparison whether the tie plate is deviating or sinking .

44. The method of claim 43 , further comprising the step of checking rail wear.

44. The method of claim 43 , further comprising the step of checking rail spacing.

44. The method of claim 43 , further comprising the step of ascertaining the height of the ballast relative to the sleepers of the railroad tracks.

44. The method of claim 43 , further comprising the step of ascertaining the size of the ballast stone on the railroad track roadbed.

44. The method of claim 43 , further comprising ascertaining a size of a gap between the rail sections.

Is attached to a vehicle which moves along a railway track, a system for inspecting the track bed of the railway line including a railroad track,
Is arranged close to the railway line, projecting a light beam across the road bed of the railroad track, and at least one light generator,
Disposed proximate to the railway line path, receiving at least part of the light reflected from the ballast of railroad tracks, and generates a plurality of images representing at least a portion of the contour of the track bed of a railroad track, at least one light receiver When,
Analyzing the plurality of images, for checking one or more physical properties of said portion of the track bed of the railroad track, and at least one processor, one or more physical properties, at least railroad track bed Including the geographical location of multiple images along
A processor including an algorithm for recognizing cracks in a railroad track rail, the algorithm comprising:
(A) analyzing the first frame, the one or more intermediate frames, and the end frame of the plurality of images, the first frame and the end frame including rails, wherein the one or more intermediate frames include the rails. Not including the analyzing step;
(B) checking the number of one or more intermediate frames without rails;
(C) checking a known interval between frames;
(D) recognizing cracks in the rails based on the number of one or more intermediate frames without rails and the known spacing between the frames .

A method for inspecting a railroad track bed including sleepers, rails, associated fixtures, and ballast,
a) illuminating a line across the track bed span of the railway track;
b) receiving at least part of the light reflected from the roadbed of the railway track;
c) generating a plurality of images representing the contours of at least a portion of the railroad track bed;
d) analyzing a plurality of images to identify one or more physical characteristics of the portion of the track bed of the railroad track, wherein the one or more physical characteristics are at least a plurality along the trackbed of the railroad track. Said confirming step including the geographical location of the image of
e) displaying the confirmed physical characteristics of said portion of the track bed of the railway track;
f) recognizing cracks in the rail of the railroad track, and recognizing
(A) analyzing the first frame, the one or more intermediate frames, and the end frame of the plurality of images, the first frame and the end frame including rails, wherein the one or more intermediate frames include the rails. Not including the analyzing step;
(B) checking the number of one or more intermediate frames without rails;
(C) checking a known interval between frames;
(D) recognizing cracks in the rails based on the number of one or more intermediate frames without rails and a known spacing between the frames.

A method for inspecting a railroad track bed, comprising sleepers, rails, associated fixtures, and ballasts,
a) moving along the rail;
b) projecting focused rays across the span of the railroad track bed;
c) recording a plurality of images of convergent rays projected across a portion of the railroad track as it travels along the rail;
d) confirming one or more states of a track bed portion of the railroad track by processing a plurality of images, wherein the one or more states are at least a plurality of images along the trackbed of the railroad track. Said step of confirming including a geographical location ;
e) outputting one or more confirmed states of the track bed portion of the railway track;
f) recognizing cracks in the rail of the railroad track, and recognizing
(A) analyzing the first frame, the one or more intermediate frames, and the end frame of the plurality of images, the first frame and the end frame including rails, wherein the one or more intermediate frames include the rails. Not including the analyzing step;
(B) checking the number of one or more intermediate frames without rails;
(C) checking a known interval between frames;
(D) recognizing cracks in the rails based on the number of one or more intermediate frames without rails and a known spacing between the frames.

The processor is present on the railroad bed sleeper, the lack of fixed parts on the railroad track bed, displacement, damage or malfunction, rail track rail wear, rail track rail spacing, rail track Including an algorithm for determining at least one of a ballast height relative to a sleeper sleeper, a ballast stone size of a railroad track, or a gap between rail sections of a railroad track. Item 17. The system according to Item 16.

38. The method of claim 37, further comprising providing geographic location data with a GPS receiver or encoder.

38. The method of claim 37, further comprising the step of obtaining the temperature of a railroad track rail.

The presence of sleepers on the railroad tracks, the lack of fixed parts on the railroad tracks, the presence of misalignment, damage or malfunction, the wear of rails on the railroad tracks, the spacing of rails on the railroad tracks, the railroad tracks 38. The method of claim 37, further comprising the step of ascertaining at least one of a ballast height relative to the sleepers, a ballast stone size of a railroad track base, or a gap size between rail sections of the railroad track. the method of.

59. The method of claim 58, further comprising providing geographic location data with a GPS receiver or encoder.

59. The method of claim 58, further comprising the step of obtaining the temperature of a railroad track rail.

The presence of sleepers on the railroad tracks, the lack of fixed parts on the railroad tracks, the presence of misalignment, damage or malfunction, the wear of rails on the railroad tracks, the spacing of rails on the railroad tracks, the railroad tracks 59. The method of claim 58, further comprising the step of ascertaining at least one of a ballast height relative to the sleepers, a ballast stone size of a railroad track base, or a gap size between rail sections of the railroad track. the method of.

The processor is present on the railroad bed sleeper, the lack of fixed parts on the railroad track bed, displacement, damage or malfunction, rail track rail wear, rail track rail spacing, rail track Including an algorithm for determining at least one of a ballast height relative to a sleeper sleeper, a ballast stone size of a railroad track, or a gap between rail sections of a railroad track. Item 65. The system according to Item 64.

66. The method of claim 65, further comprising providing geographic location data with a GPS receiver or encoder.

66. The method of claim 65, further comprising obtaining the temperature of a railroad track rail.

The presence of sleepers on the railroad tracks, the lack of fixed parts on the railroad tracks, the presence of misalignment, damage or malfunction, the wear of rails on the railroad tracks, the spacing of rails on the railroad tracks, the railroad tracks 66. The method of claim 65, further comprising: determining at least one of a ballast height relative to the sleepers, a ballast stone size of a railroad track base, or a gap size between rail sections of the railroad track base. the method of.

68. The method of claim 66, further comprising providing geographic location data with a GPS receiver or encoder.

68. The method of claim 66, further comprising obtaining a rail track rail temperature of the railroad track.

The presence of sleepers on the railroad tracks, the lack of fixed parts on the railroad tracks, the presence of misalignment, damage or malfunction, the wear of rails on the railroad tracks, the spacing of rails on the railroad tracks, the railroad tracks 67. The method of claim 66, further comprising: determining at least one of a ballast height relative to the sleepers, a ballast stone size of the railroad track base, or a gap between rail sections of the railroad track base. the method of.